鄧楨穎、章該勝

（江西省嘉和工程咨詢監(jiān)理有限公司，江西南昌 330038）

0 引言

在高速公路建設(shè)中，橋梁是最普遍的構(gòu)件之一，在其建設(shè)過(guò)程中，采用了大量的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)。在施工過(guò)程中，提前給結(jié)構(gòu)施加一個(gè)預(yù)應(yīng)力，在使用過(guò)程中，這種預(yù)應(yīng)力可以抵消荷載引起的拉應(yīng)力，從而防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞，提升結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。因此，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)可以提高橋梁工程的載荷力，增強(qiáng)其穩(wěn)定性。由于受施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件的影響，加之預(yù)應(yīng)力施工過(guò)程比較復(fù)雜，因此對(duì)技術(shù)參數(shù)的要求也比較高，因此，要強(qiáng)化施工管理、強(qiáng)化工藝控制，才能保證施工的質(zhì)量、進(jìn)度、安全。

因此，在高速公路橋梁建設(shè)中，要在預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行合理規(guī)劃，使其能夠在整個(gè)高速公路橋梁建設(shè)過(guò)程中，更好地優(yōu)化和提升其質(zhì)量，從而使高速公路橋梁建設(shè)的質(zhì)量能夠穩(wěn)步提高、有序發(fā)展。

1 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

1.1 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

在高速公路橋梁建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，其中，較為顯著的優(yōu)點(diǎn)是耐久性，它有利于降低橋梁結(jié)構(gòu)載荷，保證高速公路橋梁工程的結(jié)構(gòu)安全和建設(shè)質(zhì)量，提高高速公路橋梁的使用效率，提升工程的耐久性，延長(zhǎng)高速公路橋梁的使用壽命[1]。在高速公路橋梁工程建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

1.2 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的缺點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力施工需要經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師和技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，對(duì)施工團(tuán)隊(duì)的要求較高，施工過(guò)程需要嚴(yán)格控制，否則可能導(dǎo)致施工質(zhì)量問(wèn)題。與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)需要更長(zhǎng)的施工周期。預(yù)應(yīng)力構(gòu)件需要在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行張拉和固定，這個(gè)過(guò)程比較耗時(shí)；預(yù)應(yīng)力施工的材料和設(shè)備成本較高；同時(shí)施工人員的技術(shù)要求也較高；所以總體造價(jià)相對(duì)較高。如果預(yù)應(yīng)力構(gòu)件出現(xiàn)問(wèn)題，例如預(yù)應(yīng)力鋼筋腐蝕或者預(yù)應(yīng)力損失，修復(fù)和維護(hù)工作會(huì)比較困難和復(fù)雜。

盡管有這些缺點(diǎn)，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)仍然被廣泛應(yīng)用在大型橋梁、高層建筑和重要基礎(chǔ)設(shè)施等工程中，因?yàn)樗梢蕴峁└玫慕Y(jié)構(gòu)性能和使用壽命[2]。

2 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 預(yù)應(yīng)力混凝土梁

預(yù)應(yīng)力混凝土梁是高速公路橋梁中常用的結(jié)構(gòu)形式。在施工過(guò)程中，首先進(jìn)行梁的預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)，確定預(yù)應(yīng)力鋼束的布置和張拉方案。然后，在梁的預(yù)制段中預(yù)留孔洞來(lái)安置預(yù)應(yīng)力鋼束。接著，將預(yù)應(yīng)力鋼束穿過(guò)孔洞，通過(guò)張拉設(shè)備進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，使鋼束產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。最后，固定預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉力和錨固在梁端，形成預(yù)應(yīng)力混凝土梁。預(yù)應(yīng)力混凝土梁的優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)預(yù)應(yīng)力張拉的方式，可以有效地將荷載傳遞到橋梁的基礎(chǔ)上，提高橋梁的承載能力。同時(shí)，預(yù)應(yīng)力施工可以有效減小梁的截面尺寸和自重，實(shí)現(xiàn)橋梁的輕量化設(shè)計(jì)，降低橋梁的材料使用和施工成本。預(yù)應(yīng)力混凝土梁還能夠提高橋梁的抗震性能，增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

2.2 預(yù)應(yīng)力鋼纜斜拉索

預(yù)應(yīng)力鋼纜斜拉索是在斜拉橋設(shè)計(jì)中常見的應(yīng)用形式。預(yù)應(yīng)力鋼纜通過(guò)錨固裝置與橋梁主梁相連。施工過(guò)程中，首先在橋梁主梁上預(yù)留鋼纜孔洞，并在適當(dāng)位置安裝錨固裝置。然后，將預(yù)應(yīng)力鋼纜穿過(guò)橋梁主梁上的鋼纜孔洞，通過(guò)張拉設(shè)備施加預(yù)應(yīng)力，并將荷載傳遞到橋梁主梁上，提高橋梁的承載能力和穩(wěn)定性。最后，將預(yù)應(yīng)力鋼纜錨固在梁上，固定其張拉力。預(yù)應(yīng)力鋼纜斜拉索的作用在于通過(guò)預(yù)應(yīng)力張拉的方式，使斜拉索能夠承受橋梁自身重量和荷載產(chǎn)生的張力。預(yù)應(yīng)力作用下的斜拉索能夠使橋梁產(chǎn)生一定的預(yù)應(yīng)力，這樣可以提高橋梁的承載能力和穩(wěn)定性，同時(shí)減小橋梁的撓度和變形，使橋梁結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固和安全[3]。

2.3 橋面鋪裝板

在橋面鋪裝板的制作中，通過(guò)使用預(yù)應(yīng)力鋼筋，可以使鋪裝板產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力鋼筋被安置在鋪裝板的混凝土中，并在張拉后固定。預(yù)應(yīng)力作用可以增加鋪裝板的承載能力，使其能夠承受更大的荷載。預(yù)應(yīng)力鋪裝板能夠承受較大的車輛荷載和交通運(yùn)輸引起的振動(dòng)。通過(guò)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，可以調(diào)整鋪裝板的剛度和強(qiáng)度，提高其承載能力，確保橋面的穩(wěn)定性和安全性。通過(guò)應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在橋面鋪裝板中，可以提高高速公路橋梁的承載能力、穩(wěn)定性和耐久性，同時(shí)減輕結(jié)構(gòu)的自重和材料使用量，實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)和高效的橋梁設(shè)計(jì)和施工。預(yù)應(yīng)力鋪裝板在提供平穩(wěn)行駛表面的同時(shí)，也能滿足高速公路交通負(fù)荷的要求。

3 案例分析

某高速公路項(xiàng)目，線路長(zhǎng)約120km。其中，T2 合同段的起始樁為YK47+400—YK56+640，整個(gè)工程全長(zhǎng)9.24km，包括4 座箱梁橋。以互通立交A 號(hào)匝道橋?yàn)槔摌蛉L(zhǎng)108m，采用（28+45+28）m 的預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱形梁橋?yàn)槔?。橋梁的設(shè)計(jì)荷載為一級(jí)公路，1×15.5m 的凈寬度；上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力絮凝劑（后張拉法）連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)為帶肋平板橋臺(tái)，墩身為樁基。橋面橫向坡度為3%，縱向坡度為-4%。場(chǎng)區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)區(qū)域，年均溫度為14.7℃，年均降水1037.3mm。

該工程中，現(xiàn)澆箱梁采取全張拉法，預(yù)應(yīng)力施工工序?yàn)椋侯A(yù)處理—安裝預(yù)應(yīng)力管道—預(yù)應(yīng)力鋼管下料—穿束—張拉—壓漿封縫。

3.1 預(yù)處理

預(yù)處理工作主要有：滿堂支架工程、鋼筋工程、混凝土工程，為進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的施工打下良好基礎(chǔ)。

3.1.1 滿堂支架施工

遵循支架制造過(guò)程：基礎(chǔ)處理—支架安裝—底座安裝—底部模具安裝—施工預(yù)壓。其中，預(yù)應(yīng)力主要用于檢查支撐件的安全性，排除基礎(chǔ)和支撐件非彈性變形造成的影響，其技術(shù)要點(diǎn)如下：根據(jù)梁體自重分布曲線的變化確定堆疊鋼筋的數(shù)量，使預(yù)應(yīng)力載荷與梁體載荷分布一致；三個(gè)荷載水平分別為60%、80%和100%，當(dāng)上支架控制點(diǎn)的12h 平均沉降值＜2mm 時(shí)，允許移到下一個(gè)水平；監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布在跨度、1/4、1/8、每個(gè)跨度的兩端、每個(gè)型材的底板邊線、底板中線和相應(yīng)的基礎(chǔ)上；施加預(yù)壓縮載荷后，每24h 監(jiān)測(cè)一次每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，記錄其高程并計(jì)算其沉降；加載6h 后，重復(fù)測(cè)量每個(gè)控制點(diǎn)的高度，并計(jì)算其彈性變形。

3.1.2 鋼筋工程施工

鋼筋工程的施工程序：進(jìn)場(chǎng)檢查—檢查品種、型號(hào)、數(shù)量—提供質(zhì)保書或檢查合格證—取樣進(jìn)行測(cè)試分析。在進(jìn)行鋼筋加工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行形狀和尺寸的控制，標(biāo)準(zhǔn)彎鉤應(yīng)達(dá)到規(guī)范要求。鋼筋的安裝，應(yīng)按“主筋—筋架—立筋”的順序，按圖紙位置和保護(hù)層厚度進(jìn)行施工[3]。

3.1.3 混凝土工程施工

混凝土施工分為混合、運(yùn)輸、澆筑和維護(hù)，其中澆筑最為重要。以面板混凝土為例，其主要技術(shù)要點(diǎn)是：面板兩側(cè)對(duì)稱均勻澆筑，層壓厚度為30～40cm，厚度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致箱體兩側(cè)出現(xiàn)多個(gè)氣孔、內(nèi)部模具偏移、色差或冷焊接等。嚴(yán)格控制注漿厚度，加快注漿速率，在炎熱的夏季注漿時(shí)，要將混凝土的坍落度提高到最大值；對(duì)于外側(cè)的混凝土，根據(jù)“致密”“短”“拉”“細(xì)”“振動(dòng)”等方法進(jìn)行澆筑；內(nèi)部振動(dòng)必須正確。

3.2 安裝預(yù)應(yīng)力管道

采用塑料波紋管作為預(yù)應(yīng)力管線的施工工藝，其關(guān)鍵技術(shù)是：在施工之前，先對(duì)波紋管進(jìn)行注水測(cè)試，確定無(wú)滲漏后方可施工；安裝時(shí)，按設(shè)計(jì)曲線布置，每隔50～100cm 架設(shè)一根定位鋼筋，以便固定波紋管；鋼絲繩的坐標(biāo)誤差小于5mm；在波紋管附近，禁止焊接；大的氣孔用海綿填充；利用定位鋼筋對(duì)鋼束管道進(jìn)行固定，定位鋼筋和鋼筋骨架焊接在一起，定位鋼筋的間距≤0.6m，鋼束曲線段加密到0.3m；排氣口設(shè)置在風(fēng)箱頂部，與風(fēng)箱的連接處采用膠布進(jìn)行封口處理，注意對(duì)成品進(jìn)行保護(hù)。

3.3 鋼絞線下料

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙確定每根鋼絞線的長(zhǎng)度和孔位，使用切割機(jī)對(duì)鋼絞線進(jìn)行下料。

完成下料后，根據(jù)不同長(zhǎng)度和孔位對(duì)鋼絞線進(jìn)行編號(hào)，編號(hào)用數(shù)字標(biāo)記每根鋼絞線的特定長(zhǎng)度和孔位信息，以便后續(xù)搬運(yùn)和穿束操作時(shí)能夠準(zhǔn)確識(shí)別。通過(guò)正確下料和編號(hào)，可以確保鋼絞線在施工中的準(zhǔn)確使用和安裝，提高了工作效率并降低了人為錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)[4]。

3.4 穿束

穿束的關(guān)鍵技術(shù)是：檢驗(yàn)錨墊及孔道，確保錨墊的水平面滿足設(shè)計(jì)要求，保證孔道的清潔、暢通；接頭處易松動(dòng)，在穿束時(shí)要格外小心，前端要扎緊，并用膠帶包好，以便孔道的順暢，在安裝完畢后要仔細(xì)檢查；澆筑混凝土?xí)r，要安排專門人員在兩端拉緊鋼筋，以避免漏漿堵塞冷通道。

3.5 張拉

張拉的關(guān)鍵是：在張拉前，要對(duì)錨口摩阻、管道摩阻和鋼絞線的回縮進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量；在張拉時(shí)，主要是控制應(yīng)力，其次是檢查延伸；實(shí)際延伸率與理論值的偏差必須保持在不超過(guò)理論值6%的范圍內(nèi)。如果偏差太大，必須找出原因并加以處理；在各連桿張拉時(shí)，應(yīng)遵守“三同心，兩同步”的原則，以避免各桿件的變形、扭轉(zhuǎn)；錨環(huán)出現(xiàn)裂縫、鋼絲被割斷、鋼絲在灌漿過(guò)程中出現(xiàn)滑絲等現(xiàn)象，要及時(shí)更換鋼絲，再次進(jìn)行張拉。

3.6 壓漿封料

在施工前，對(duì)錨桿和預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行防腐處理；將絮凝劑的表面進(jìn)行削毛處理，用高壓水洗凈、干燥；在錨固區(qū)，按設(shè)計(jì)要求設(shè)置鋼筋網(wǎng)片，并進(jìn)行檢查；對(duì)用于錨固的混凝土種類、強(qiáng)度和保護(hù)層厚度進(jìn)行檢驗(yàn)，確定其符合設(shè)計(jì)要求；在張拉結(jié)束24h 后，排出管線中的異物、水，一次性注漿完畢；將防銹劑、減水劑等添加到漿料中，并通過(guò)試驗(yàn)確定其用量；對(duì)于漿料的要求是，水泥的抗壓強(qiáng)度大于50，流動(dòng)性好；礦漿溫度應(yīng)控制在30℃以下；初凝結(jié)時(shí)間大于5h，終凝結(jié)時(shí)間小于24h 等；按現(xiàn)場(chǎng)需要配制水泥漿，從攪拌到入孔的時(shí)間控制在40min 之內(nèi)，按自下而上的次序進(jìn)行壓漿，一條通道要一次性壓漿；在進(jìn)行壓漿時(shí)，從一頭開始注漿，注意出漿的狀態(tài)，當(dāng)出漿順暢、穩(wěn)定并濃度與裝漿筒漿體的濃度相同時(shí)，就可以關(guān)掉閥門和壓漿泵。在錨固結(jié)束后，應(yīng)對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，在保證一定溫、濕度的前提下，做好表面防水工作；最后留下測(cè)試用的樣品，保留資料，以備工程驗(yàn)收之用[5]。

4 高速公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的有效應(yīng)用

4.1 不斷強(qiáng)化預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工的質(zhì)量控制

首先，施工人員要精準(zhǔn)確定控制點(diǎn)的位置，并在施工期間加強(qiáng)對(duì)波紋管的防護(hù)和檢查，發(fā)生突發(fā)情況時(shí)，對(duì)波紋管進(jìn)行修補(bǔ)，防止發(fā)生嚴(yán)重的后果，影響工程的建設(shè)。

其次，在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工時(shí)，為防止鋼筋管線出現(xiàn)堵塞，還需要對(duì)接頭、洞口進(jìn)行封閉，這樣既可以防止外來(lái)物質(zhì)的侵入，又可以減小裂縫的發(fā)生率，為施工的順利進(jìn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[6]。

最后，對(duì)已成形的預(yù)應(yīng)力鋼筋，應(yīng)加大防護(hù)措施，做好鋼筋周邊的焊接，以保證混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

4.2 保證工程技術(shù)人員合理應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

提高工程技術(shù)人員的技術(shù)水平，推動(dòng)科技研發(fā)人員開展預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用研發(fā)工作，確保對(duì)高速公路橋梁基礎(chǔ)項(xiàng)目產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。在此基礎(chǔ)上，提出一種新的設(shè)計(jì)方法，即通過(guò)設(shè)計(jì)、施工、控制等方法，來(lái)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工質(zhì)量。與此同時(shí)，還需要對(duì)工程施工人員開展定期的技術(shù)培訓(xùn)，確保其對(duì)工程技術(shù)有一定的了解，熟練操作，以便避免高速公路橋梁基礎(chǔ)施工中存在的質(zhì)量不足等問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在高速公路橋梁施工中，采用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)有著非常重要的意義，不僅可以提升高速公路橋梁工程的整體質(zhì)量，還可以延長(zhǎng)其使用年限，從而更好地滿足人們的出行需求。為了保證高速公路橋梁工程施工的順利進(jìn)行，需要在實(shí)際工作中對(duì)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，充分利用其優(yōu)點(diǎn)，提高高速公路橋梁的施工質(zhì)量。在未來(lái)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用方向?qū)⒏幼⒅刂悄芑⒉牧蟿?chuàng)新、數(shù)字化和可持續(xù)性發(fā)展，以提高橋梁的性能和使用壽命。